【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及数字孪生领域，尤其涉及了一种在线自动识别测站上下游关系的方法及系统。
技术介绍
1、在水文行业中，测站上下游关系是一种非常重要的关系，许多重要的水文业务都是建立在测站上下游关系之上。然而，标准的水文数据库表中，没有测站上下游关系表，只有测站基本信息类表，站与站之间是彼此孤立的关系，用于存储测站索引和测站最新的基本情况，水文测站基本信息包括测站编码、测站名称、河流名称、水系名称、流域名称、经度、纬度等。
2、获取测站上下游关系，传统的做法是经人工处理或者借助于gis技术进行二次处理，构建专用的测站上下游关系表，但这两种方法都存在灵活性不够，实时性不强的缺陷。
3、构建专用关系表的做法虽然行之有效，但定制性太强，在实时分析中只能生成既定产品，不能应对复杂多变的防汛形势，新的应用需求下，只能人工理清并编辑测站上下游关系，然后存入数据库中，供水文业务系统调用。如果水文业务系统的设计理念不够灵活，则不但要人工修改测站上下游关系表，还要修改业务系统代码，费时费力，时效性非常差。
4、gis技术有很好的空间信息处理能力，目前国内已经有人研究通过gis技术生成河网测站的上下游拓扑结构。但gis不是专业的水文分析软件，其往往作为水文应用的前端预处理工具而被广泛应用。当测站数量或分布有变化时，仍然要利用gis重新生成河网测站上下游拓扑结构，这种方法同样存在实时性不强和灵活性不够的问题，尤其对于那种对网络拓扑要求不高，重点针对单河道分析，要求快速、高效、多方案分析比对的应用场景来说，更加没有必要应用g
5、近些年，国家不断加大对水文基础设施建设投入，水文站网得到快速发展，实现了对大江大河及其主要支流、有防洪任务的中小河流水文监测全面覆盖，水文站网密度大大提高。2023年，水利部印发水文工作要点中强调要构建雨水情监测“三道防线”，水文站网就是第三道防线。因此，如何灵活、高效地利用水文监测数据成了重中之重。
6、如现有技术，专利号：cn202211232776.7,一种基于现有gis数据识别河道上下游水文站点的方法。根据水文站点坐标gis数据和河网矢量图，利用gis软件开源包内置功能构建所有水文站点和其投影点之间的映射关系，以及投影点和所在河道之间的映射关系，并生成虚拟河网——水文站点投影点图和带权虚拟河网图。根据任意一个给定的站点编号寻找该站点所对应河道上下游任意数量站点，生成上下游关系集合；根据生成的上下游关系集合，判断给定站点之间的上下游关系。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中对于测站上下游水文站点的识别，其实时性差，当有测站位置变动，需要人为重新进行调整的缺点，提供了一种在线自动识别测站上下游关系的方法及系统。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案得以解决：
3、一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其方法包括：
4、河段折线段l的绘制，获取河段节点经纬度信息；测站的提取，依据绘制的河段折线段，通过投影计算提取河段折线段范围内的测站；
5、测站投影位置的确定，根据提取的测站在河段折线段上的投影确定测站的投影位置；测站的投影位置包括河段节点点位和河段区间点位；
6、测站上下游位置关系的确定，针对提取的测站，依据测站的投影位置确定测站上下游位置关系。
7、作为优选，河段折线段l的绘制包括：获取河流r上所关注的河段，沿着河流流向点绘河段折线图，记为河段l，河段l节点系列记为m＝{m1，m2，……mn}；按照河流方向顺序记录n个节点的经纬度信息，分别保存到河段节点经度数组rjd和河段节点纬度数组rwd中。
8、作为优选，测站的提取，通过投影计算提取r河流上投影到河段l上的所有测站：
9、计算测站到河段节点的距离，针对河流r上的测站sj，sj∈s，s＝{s1，s2，……，sk}，计算其到河段l上n个节点的距离，最短距离对应的河段节点为mi，则测站sj到河段l的投影点kj属于mi-1到mi+1之间的河段内；计算测站sj到直线mi-1mi的距离为d1，垂足为f1；计算测站sj到直线mimi+1的距离为d2，垂足为f2；
10、垂足是否属于河段折线段范围的判断；
11、垂足f1的判断：
12、当rjd(i-1)＝rjd(i)时，若(czwd1-rwd(i-1))×(czwd1-rwd(i))≤0，则f1属于区间[mi-1，mi]，否则f1不属于区间[mi-1，mi]；
13、当rjd(i-1)≠rjd(i)时，若(czjd1-rjd(i-1))×(czjd1-rjd(i))≤0，则f1属于区间[mi-1，mi]，否则f1不属于区间[mi-1，mi]；
14、垂足f2的判断：
15、当rjd(i)＝rjd(i+1)时，若(czwd2-rwd(i))×(czwd2-rwd(i+1))≤0，则f2属于区间[mi，mi+1]，否则f2不属于区间[mi，mi+1]；
16、当rjd(i)≠rjd(i+1)时，若(czjd2-rjd(i))×(czjd2-rjd(i+1))≤0，则f2属于区间[mi，mi+1]，否则f2不属于区间[mi，mi+1]；
17、其中，rjd(i-1)为河段l上节点mi-1的经度，rwd(i-1)为河段l上节点mi-1的纬度；rjd(i)为河段l上节点mi的经度，rwd(i)为河段l上节点mi的纬度；czjd1为测站sj到直线mi-1mi的垂足f1的经度，czwd1为测站sj到直线mi-1mi的垂足f1的纬度；czjd2为测站sj到直线mimi+1的垂足f2的经度，czwd2为测站sj到直线mimi+1的垂足f2的纬度；
18、测站提取，当i＝1时，测站sj到河段l的第一个节点距离最短，若f2落在区间[m1，m2]内，则提取测站sj，若f2落在区间[m1，m2]外，则舍弃测站sj；
19、当i＝n时，测站sj到河段l的最后一个节点距离最短，若f1落在区间[mn-1，mn]内，则提取测站sj，若f1落在区间[mn-1，mn]外，则舍弃测站sj；
20、当i＝2，3，……，n-1时，测站sj一定投影在河段l内，提取测站sj。
21、作为优选，测站投影位置的确定包括测站投影区间点位的确定和测站投影节点点位的确定。
22、作为优选，测站投影区间点位的确定，通过垂足进行测站投影区间点位的确定，包括：
23、当i＝1时，若f2落在区间[m1，m2]内，测站sj属于第二个区间；
24、当i＝n时，若f1落在区间[mn-1，mn]内，测站sj属于第n个区间；
25、当i＝2，3，……，n-1时，(1)若f1落在区间[mi-1，mi]内、f2落在区间[mi，mi+1]内，则比较d1和d2的大小：若d1≤d2，则测站sj属于第i个区间，若d1&本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，河段折线段L的绘制包括：获取河流R上所关注的河段，沿着河流流向点绘河段折线图，记为河段L，河段L节点系列记为M＝{M1，M2，……Mn}；按照河流方向顺序记录n个节点的经纬度信息，分别保存到河段节点经度数组rJD和河段节点纬度数组rWD中。
3.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站的提取，通过投影计算提取R河流上投影到河段L上的所有测站：
4.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站投影位置的确定包括测站投影区间点位的确定和测站投影节点点位的确定。
5.根据权利要求4所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站投影区间点位的确定，通过垂足进行测站投影区间点位的确定，包括：
6.根据权利要求4所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站投影节点点位的确定，通过测站张角进行测站投影节点点位的确定
7.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站上下游位置关系的确定包括：
8.一种在线自动识别测站上下游关系的系统，其特征在于，通过权利要求1-7任一所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法实现的系统。
...【技术特征摘要】
1.一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，河段折线段l的绘制包括：获取河流r上所关注的河段，沿着河流流向点绘河段折线图，记为河段l，河段l节点系列记为m＝{m1，m2，……mn}；按照河流方向顺序记录n个节点的经纬度信息，分别保存到河段节点经度数组rjd和河段节点纬度数组rwd中。
3.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站的提取，通过投影计算提取r河流上投影到河段l上的所有测站：
4.根据权利要求1所述的一种在线自动识别测站上下游关系的方法，其特征在于，测站投影位置...
【专利技术属性】
技术研发人员：元晓华，曾国熙，劳国民，顾卫明，
申请(专利权)人：浙江省水文管理中心，
类型：发明
国别省市：
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